Energie kondenzátoru a jeho kapacita

Energie kondenzátoru a jeho kapacita
Energie kondenzátoru a jeho kapacita
Anonim

Pokud jsou dva náboje sděleny dvěma izolovaným vodičům, pak mezi nimi bude tzv. potenciální rozdíl, který závisí na velikosti těchto nábojů a na geometrii vodičů. V případě, že jsou náboje stejné velikosti, ale opačného znaménka, můžete zavést definici elektrické kapacity, ze které pak můžete získat něco jako energii kondenzátoru. Elektrická kapacita systému sestávajícího ze dvou vodičů je poměr jednoho z nábojů k potenciálnímu rozdílu mezi těmito vodiči.

energie kondenzátoru
energie kondenzátoru

Energie kondenzátoru přímo závisí na kapacitě. Tento poměr lze určit pomocí výpočtů. Energie kondenzátoru (vzorec) bude reprezentována řetězcem:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, kde W je energie kondenzátoru, C je kapacita, U je potenciální rozdíl mezi dvěma deskami (napětí), q je hodnota náboje.

Hodnota elektrické kapacity závisí na velikosti a tvaru daného vodiče a na dielektriku, které tyto vodiče odděluje. Systém, ve kterém je elektrické pole soustředěno (lokalizováno) pouze v určité oblasti, se nazývá kondenzátor. Vodiče, které tvoří toto zařízení,se nazývají kryty. Toto je nejjednodušší konstrukce takzvaného plochého kondenzátoru.

energetický vzorec kondenzátoru
energetický vzorec kondenzátoru

Nejjednodušším zařízením jsou dvě ploché desky, které mají schopnost vést elektřinu. Tyto desky jsou uspořádány paralelně v určité (relativně malé) vzdálenosti od sebe a jsou odděleny vrstvou určitého dielektrika. Energie pole kondenzátoru bude v tomto případě lokalizována hlavně mezi deskami. V blízkosti okrajů desek a v některých okolních prostorech však stále vzniká spíše slabé záření. V literatuře se tomu říká bludné pole. Ve většině případů je obvyklé to zanedbávat a předpokládat, že veškerá energie kondenzátoru je umístěna zcela mezi deskami. Ale v některých případech se s tím stále počítá (hlavně se jedná o případy využití mikrokapacit nebo naopak superkapacit).

energie pole kondenzátoru
energie pole kondenzátoru

Elektrická kapacita (tedy energie kondenzátoru) je přímo závislá na deskách. Pokud se podíváte na vzorec C \u003d E0S / d, kde C je kapacita, E0 je hodnota hodnoty takového parametru, jako je permitivita (v tomto případě vakuum) a d je hodnota vzdálenosti mezi deskami, pak můžeme usoudit, že kapacita takového plochého kondenzátoru bude nepřímo úměrná hodnotě vzdálenosti mezi těmito deskami a přímo úměrná jejich ploše. Pokud je prostor mezi deskami vyplněn nějakým specifickým dielektrikem, pak se energie kondenzátoru a jeho kapacita zvýší E-krát (E vv tomto případě permitivita).

Takže nyní můžeme vyjádřit vzorec potenciální energie, která se akumuluje mezi dvěma deskami (deskami) kondenzátoru: W=qEd. Je však mnohem jednodušší vyjádřit pojem „energie kondenzátoru“z hlediska kapacity: W=(CUU)/2.

Vzorce pro paralelní a sériové připojení zůstávají pravdivé pro libovolný počet kondenzátorů připojených k baterii.

Doporučuje: